I en ny studie har forskare vid Chalmers tekniska högskola tillsammans med AstraZeneca tagit fram RNA-molekyler där samtliga fyra baser har märkts på ett sätt som gör att de fluorescerar. Med hjälp av mikroskop kan forskarna nu i realtid följa de självlysande RNA-molekylernas väg in i cellen samt vad som händer med dem när de väl är inne, exempelvis hur de fördelas inuti cellen.
Studien visar även att inmärkningen inte påverkar RNA-molekylens funktion eller hur den läses av i cellen.
Förhoppningen är att tekniken ska underlätta forskningen om RNA och därmed även utvecklingen av RNA-baserade läkemedel. Det finns nämligen en hel del svagheter med att använda RNA som läkemedel. Bland annat är molekylerna ömtåliga. De är dessutom så pass stora att de aktivt måste transporteras in i cellen. En metod för detta är att paketera RNA-molekylerna i lipida nanopartiklar.
Den här forskningen kan underlätta ett paradigmskifte från traditionella läkemedel till RNA-baserade terapier.
Läs mer om arbetet med att ta fram RNA-baserade läkemedel i den här artikeln från Kemisk Tidskrift nr 2 2021: Fler läkemedel med mRNA på gång – Svenska Kemisamfundet
Tekniken kring RNA-baserade läkemedel måste förbättras och forskarna hoppas att deras nya visualiseringsteknik ska kunna underlätta utvecklingen av sådana behandlingar.
– Eftersom vår metod kan bidra till att lösa ett av de största problemen för att upptäcka och utveckla nya läkemedel, ser vi att den här forskningen kan underlätta ett paradigmskifte från traditionella läkemedel till RNA-baserade terapier, säger Marcus Wilhelmsson, professor på institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers och en av artikelns huvudförfattare, i ett pressmeddelande.
– Den stora vinsten med den här metoden är att vi nu lätt kan se vart i cellen som det levererade mRNA:t tar vägen och i vilka celler som proteinet bildas, utan att vi förlorar RNA:ts naturliga proteinöversättande förmåga, säger Elin Esbjörner, docent på institutionen för biologi och bioteknik och även hon en av artikelns huvudförfattare.
Till skillnad från andra metoder för att studera RNA i mikroskop, ger den nya tekniken mer korrekt och detaljerad kunskap om processen, enligt forskarna.
– Hittills har det inte gått att mäta den naturliga hastigheten och effektiviteten med vilken RNA:t verkar i cellen. Då får man fel svar på frågorna som man ställer när man vill ta fram ett nytt RNA-läkemedel. Om man med sin metod vill ha svar på vilken hastighet en process har och svaret metoden ger är en femtedel av den hastigheten som sker naturligt i cellen när ett läkemedel tas upp och verkar, blir det svårt att kunna optimera läkemedelsutvecklingen, säger Marcus Wilhelmsson.
Den nya tekniken och forskningsprojektet kring den hamnade i år på Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademins, IVA:s, årliga 100-lista. Där lyftes den också fram som särskilt angelägen för att öka samhällets motståndskraft mot kriser.
Forskningen har utförts inom forskningscentret FoRmulaEx. En patentansökan har skickats in och just nu pågår arbetet med att planera för ett avknoppningsbolag, med stöd av Chalmers Ventures och Chalmers Innovationskontor.
En artikel om den nya tekniken publicerades nyligen i den vetenskapliga tidskriften Journal of the American Chemical Society. Läs den här: Stealth Fluorescence Labeling for Live Microscopy Imaging of mRNA Delivery | Journal of the American Chemical Society (acs.org)